論文の概要: Unitary Dilation Strategy Towards Efficient and Exact Simulation of Non-Unitary Quantum Evolutions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.18697v1
• Date: Thu, 30 Jan 2025 19:00:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-03 14:01:36.811317
• Title: Unitary Dilation Strategy Towards Efficient and Exact Simulation of Non-Unitary Quantum Evolutions
• Title（参考訳）: 非単項量子進化の効率的かつ厳密なシミュレーションに向けた単項拡張戦略
• Authors: Aman Mehta, Scott E. Smart, Joseph Peetz, David A. Mazziotti, Prineha Narang,
• Abstract要約: 我々は,非単位演算を量子デバイスにマッピングするための,効率的かつ正確な単一アンシラ分解手法を提案する。 ラグランジュ・シルヴェスター(Lagrange-Sylvester)は,機能近似のための解析的微分法に類似した手法である。 これは、オープンシステムの実用的な量子計算に非常に望ましい測定コストの、数桁のスケール削減につながる可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Simulating quantum systems with their environments often requires non-unitary operations, and mapping these to quantum devices often involves expensive dilations or prohibitive measurement costs to achieve desired precisions. Building on prior work with a finite-differences strategy, we introduce an efficient and exact single-ancilla unitary decomposition technique that addresses these challenges. Our approach is based on Lagrange-Sylvester interpolation, akin to analytical differentiation techniques for functional interpolation. As a result, we can exactly express any arbitrary non-unitary operator with no finite approximation error using an easily computable decomposition. This can lead to several orders of magnitude reduction in the measurement cost, which is highly desirable for practical quantum computations of open systems.
• Abstract（参考訳）: 量子システムを環境でシミュレーションするには、非単体演算を必要とすることが多く、量子デバイスへのマッピングには、望まれる精度を達成するための高価な拡張や禁止的な測定コストが伴う。 有限差分戦略を用いた先行研究に基づいて、これらの課題に対処する効率的で正確な単一アンシラのユニタリ分解手法を導入する。 ラグランジュ・シルヴェスター補間法(Lagrange-Sylvester interpolation)は,機能的補間のための解析的微分法に類似した手法である。 その結果、計算が容易な分解を用いて有限近似誤差を持たない任意の非単項作用素を正確に表現できる。 これは、オープンシステムの実用的な量子計算に非常に望ましい測定コストの、数桁のスケール削減につながる可能性がある。

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